JP3170385B2 - 人工骨材料の製造方法 - Google Patents
人工骨材料の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人工骨材料の製造方法
に関する。この材料は、整形外科、形成外科、脳外科、
口腔外科、歯科等の医療分野に於いて骨補填部材として
好適に利用され得る。
に関する。この材料は、整形外科、形成外科、脳外科、
口腔外科、歯科等の医療分野に於いて骨補填部材として
好適に利用され得る。
【０００２】
【従来の技術】リン酸カルシウム化合物は生体親和性に
優れ、その焼結体は骨と化学的に結合あるいは骨に置換
される材料であることが知られている。本発明者らは既
に生体親和性が高く且つ高強度なリン酸カルシウム焼成
体の製造方法として、特公昭６０−５０７４４号公報に
おいて、カルシウム／リン原子比１.４〜１.７５のリン
酸カルシウム塩を主体とする粉末に、焼成後のリン酸カ
ルシウム焼成体に対し０.５〜１５重量％のアルカリ土
類金属酸化物−リン酸系フリットを含有せしめ焼成する
方法を考案した。この方法により生体親和性に優れ且つ
機械的強度の高い人工骨材料が得られた。これらの人工
骨材料を生体に移植すると骨組織と化学的に結合し、高
強度のため容易に破損することなく、良好な結果を示し
た。
優れ、その焼結体は骨と化学的に結合あるいは骨に置換
される材料であることが知られている。本発明者らは既
に生体親和性が高く且つ高強度なリン酸カルシウム焼成
体の製造方法として、特公昭６０−５０７４４号公報に
おいて、カルシウム／リン原子比１.４〜１.７５のリン
酸カルシウム塩を主体とする粉末に、焼成後のリン酸カ
ルシウム焼成体に対し０.５〜１５重量％のアルカリ土
類金属酸化物−リン酸系フリットを含有せしめ焼成する
方法を考案した。この方法により生体親和性に優れ且つ
機械的強度の高い人工骨材料が得られた。これらの人工
骨材料を生体に移植すると骨組織と化学的に結合し、高
強度のため容易に破損することなく、良好な結果を示し
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の材料でも新生骨との結合には約１ヶ月を要し、更なる
生体親和性の向上、特に術後初期の骨増殖性の向上が望
まれている。一般に、数十〜数百μｍの気孔を導入する
と生体骨が侵入し易いことが古くより知られている。
の材料でも新生骨との結合には約１ヶ月を要し、更なる
生体親和性の向上、特に術後初期の骨増殖性の向上が望
まれている。一般に、数十〜数百μｍの気孔を導入する
と生体骨が侵入し易いことが古くより知られている。
【０００４】一方、煉瓦を始めとしたセラミックス多孔
質体の製造方法としては、古くより原料中に有機物やカ
ーボンなどの可燃性気孔形成材を導入する方法や、発泡
剤等を混入する方法が行われており、これらの方法をリ
ン酸カルシウム系にそのまま用いれば多孔質体を調製で
きる。
質体の製造方法としては、古くより原料中に有機物やカ
ーボンなどの可燃性気孔形成材を導入する方法や、発泡
剤等を混入する方法が行われており、これらの方法をリ
ン酸カルシウム系にそのまま用いれば多孔質体を調製で
きる。
【０００５】しかしながらこれらの通常の多孔質体の製
造方法では、アパタイト系の場合には粒子同士の焼結が
進行し難いため、多孔質体としての骨格が充分に成長し
ない。その結果、得られる多孔質体は、強度が著しく低
く、指で触ったり擦ったりすると粒子が脱落したり、破
損したりしてしまうものである。従って、研削による後
加工をすることができず、更にはハンドリングが難しく
骨補填手術の際の操作性を著しく低下させるものであっ
た。
造方法では、アパタイト系の場合には粒子同士の焼結が
進行し難いため、多孔質体としての骨格が充分に成長し
ない。その結果、得られる多孔質体は、強度が著しく低
く、指で触ったり擦ったりすると粒子が脱落したり、破
損したりしてしまうものである。従って、研削による後
加工をすることができず、更にはハンドリングが難しく
骨補填手術の際の操作性を著しく低下させるものであっ
た。
【０００６】本発明の目的は、高い気孔率と大きい気孔
径を持ちながら、且つハンドリングに耐え得る比較的高
い機械的強度を有する、生体親和性に優れた人工骨材料
の製造方法を提供することである。
径を持ちながら、且つハンドリングに耐え得る比較的高
い機械的強度を有する、生体親和性に優れた人工骨材料
の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】その手段は、リンＰ及び
カルシウムＣａを含む有機物の非晶質体を調製する工程
と、その非晶質体を７００〜１３００℃で焼成すること
により、発泡と、有機物の非晶質体からリン酸カルシウ
ムの結晶質体へ変化する反応とを生じさせる工程とを経
ることを特徴とする人工骨材料の製造方法にある。以
下、本発明を詳細に説明する。本発明では、先ずリンＰ
及びカルシウムＣａを含む有機物（以下、「リン・カル
シウム含有有機物」という。）の非晶質体を調製する。
カルシウムＣａを含む有機物の非晶質体を調製する工程
と、その非晶質体を７００〜１３００℃で焼成すること
により、発泡と、有機物の非晶質体からリン酸カルシウ
ムの結晶質体へ変化する反応とを生じさせる工程とを経
ることを特徴とする人工骨材料の製造方法にある。以
下、本発明を詳細に説明する。本発明では、先ずリンＰ
及びカルシウムＣａを含む有機物（以下、「リン・カル
シウム含有有機物」という。）の非晶質体を調製する。
【０００８】出発原料としては特に限定されず、Ｃａや
Ｐの各種の無機塩、有機塩、金属アルコキシド、アルキ
ル金属、キレート化合物など、リン・カルシウム含有有
機物の非晶質体が調製可能であれば、用いることができ
る。操作及び制御の容易さや製造コスト等の面からは無
機塩や有機塩を用いることが好ましい。
Ｐの各種の無機塩、有機塩、金属アルコキシド、アルキ
ル金属、キレート化合物など、リン・カルシウム含有有
機物の非晶質体が調製可能であれば、用いることができ
る。操作及び制御の容易さや製造コスト等の面からは無
機塩や有機塩を用いることが好ましい。
【０００９】例えば無機塩としては、硝酸塩、塩化物、
臭化物、ヨウ化物、塩素酸塩、亜塩素酸塩、亜硝酸塩、
亜硫酸塩などが使用可能であり、有機塩としては、酢酸
塩、蓚酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、安息香酸
塩、イソ酪酸塩、マレイン酸塩などが使用可能である。
ただし、リン・カルシウム含有有機物の非晶質体を調製
するためには、反応溶媒（水あるいは有機溶媒）に充分
な溶解性を持つものが好ましく、炭酸塩や硫酸塩では反
応が遅く好ましくない。
臭化物、ヨウ化物、塩素酸塩、亜塩素酸塩、亜硝酸塩、
亜硫酸塩などが使用可能であり、有機塩としては、酢酸
塩、蓚酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、安息香酸
塩、イソ酪酸塩、マレイン酸塩などが使用可能である。
ただし、リン・カルシウム含有有機物の非晶質体を調製
するためには、反応溶媒（水あるいは有機溶媒）に充分
な溶解性を持つものが好ましく、炭酸塩や硫酸塩では反
応が遅く好ましくない。
【００１０】これらの出発原料から有機物の非晶質体を
調製する。金属アルコキシドやアルキル金属を出発原料
に用いる場合には、単にそのＣａ原料とＰ原料を有機溶
媒に溶解・混合して乾燥・濃縮すれば透明な非晶質の固
体が得られる。無機塩や有機塩を用いる場合にはＣａと
Ｐのそれぞれの塩を水に溶解させた後にキレート剤を添
加して反応させる。ここでキレート剤とは金属イオンに
配位してキレート化合物をつくる多座配位子をいう。ジ
メチルグリオキシム、ジチゾン、オキシン、アセチルア
セトン、グリシン、ＥＤＴＡ、ＮＴＡなどが用いられる
が、高い溶解度・反応性の点から特に好ましいのはＥＤ
ＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）であった。調製したＣ
ａとＰを含んだ透明な反応溶液を加熱・減圧して溶媒の
水を除去すると透明な非晶質の固体が得られる。
調製する。金属アルコキシドやアルキル金属を出発原料
に用いる場合には、単にそのＣａ原料とＰ原料を有機溶
媒に溶解・混合して乾燥・濃縮すれば透明な非晶質の固
体が得られる。無機塩や有機塩を用いる場合にはＣａと
Ｐのそれぞれの塩を水に溶解させた後にキレート剤を添
加して反応させる。ここでキレート剤とは金属イオンに
配位してキレート化合物をつくる多座配位子をいう。ジ
メチルグリオキシム、ジチゾン、オキシン、アセチルア
セトン、グリシン、ＥＤＴＡ、ＮＴＡなどが用いられる
が、高い溶解度・反応性の点から特に好ましいのはＥＤ
ＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）であった。調製したＣ
ａとＰを含んだ透明な反応溶液を加熱・減圧して溶媒の
水を除去すると透明な非晶質の固体が得られる。
【００１１】こうして得られた非晶質体は、有機リン化
合物と有機カルシウム化合物との混合物、有機リン化合
物と有機カルシウム化合物との反応物及び有機リン・カ
ルシウム化合物のうちから選ばれる１種以上を主成分と
するものである。
合物と有機カルシウム化合物との混合物、有機リン化合
物と有機カルシウム化合物との反応物及び有機リン・カ
ルシウム化合物のうちから選ばれる１種以上を主成分と
するものである。
【００１２】この非晶質体を電気炉にて７００〜１３０
０℃程度の温度まで焼成すると発泡した多孔質体が得ら
れる。この多孔質体を観察すると、少なくとも数十〜数
百μｍの大きな気孔が多数存在し、それ以外にも数μｍ
の気孔が多数全面に存在する。このように大きい気孔率
を持つにも関わらず、得られた多孔質体は、指で擦って
も粒子の脱落は全く見られず、通常のハンドリングでは
破損することが無い、比較的高い強度を示した。焼成に
より非晶質体は発泡した多孔質体となると共に、結晶化
してリン酸カルシウム系の結晶質体となっていた。
０℃程度の温度まで焼成すると発泡した多孔質体が得ら
れる。この多孔質体を観察すると、少なくとも数十〜数
百μｍの大きな気孔が多数存在し、それ以外にも数μｍ
の気孔が多数全面に存在する。このように大きい気孔率
を持つにも関わらず、得られた多孔質体は、指で擦って
も粒子の脱落は全く見られず、通常のハンドリングでは
破損することが無い、比較的高い強度を示した。焼成に
より非晶質体は発泡した多孔質体となると共に、結晶化
してリン酸カルシウム系の結晶質体となっていた。
【００１３】ここで重要であるのは、リン・カルシウム
含有有機物の非晶質体を調製し、これを焼成の前駆体と
して用いることであった。例えばキレート剤を用いず無
機塩だけを用いた場合には、無機質の非晶質体あるいは
結晶化度が低い結晶体となったが、種々の焼成条件で焼
成しても多孔質体は全く得られず、急速昇温の焼成では
破裂しているだけだった。
含有有機物の非晶質体を調製し、これを焼成の前駆体と
して用いることであった。例えばキレート剤を用いず無
機塩だけを用いた場合には、無機質の非晶質体あるいは
結晶化度が低い結晶体となったが、種々の焼成条件で焼
成しても多孔質体は全く得られず、急速昇温の焼成では
破裂しているだけだった。
【００１４】尚、非晶質体をそのまま焼成するのではな
く、数ｍｍ程度に粉砕して耐熱性容器（例えばアルミナ
製）に入れて焼成すると、粉砕により分割せられた各々
の発泡体が接合した一体型の多孔質体が得られる。但
し、更に微細に粉砕すると（例えば１ｍｍ以下）、気孔
率が低下する。また昇温速度は多孔質体の気孔径と気孔
量を制御する重要な因子であり、昇温速度が大きい程、
気孔径と気孔量が増加する傾向がある。好ましい昇温速
度は５℃／分以上であり、更に好ましくは１０℃／分以
上である。
く、数ｍｍ程度に粉砕して耐熱性容器（例えばアルミナ
製）に入れて焼成すると、粉砕により分割せられた各々
の発泡体が接合した一体型の多孔質体が得られる。但
し、更に微細に粉砕すると（例えば１ｍｍ以下）、気孔
率が低下する。また昇温速度は多孔質体の気孔径と気孔
量を制御する重要な因子であり、昇温速度が大きい程、
気孔径と気孔量が増加する傾向がある。好ましい昇温速
度は５℃／分以上であり、更に好ましくは１０℃／分以
上である。
【００１５】リン・カルシウム含有有機物の非晶質体の
カルシウム／リン（Ｃａ／Ｐ）原子比は１.４〜１.７５
であることが好ましく、この場合には７００〜１３００
℃まで焼成すると生体親和性に優れた水酸化アパタイト
相（ＨＡＰ：Ｃａ／Ｐ＝１.６７）や第三リン酸カルシ
ウム相（ＴＣＰ：Ｃａ／Ｐ＝１.５）とすることができ
る。更に好ましいのは、非晶質体がＨＡＰ相とＴＣＰ相
との混合結晶相となるようなカルシウム／リン（Ｃａ／
Ｐ）原子比である。この混合結晶相からなる材料を生体
内に骨補填すると第三リン酸カルシウムが生体内に溶出
して骨組織の成長を促進し、更にこのＴＣＰの溶出によ
り、発泡時に生じた気孔以外に新たに気孔が造られ骨組
織の侵入成長を容易なものとするからである。ＨＡＰ相
とＴＣＰ相との構成比率は出発原料の調合割合のＣａ／
Ｐ比で制御できる。
カルシウム／リン（Ｃａ／Ｐ）原子比は１.４〜１.７５
であることが好ましく、この場合には７００〜１３００
℃まで焼成すると生体親和性に優れた水酸化アパタイト
相（ＨＡＰ：Ｃａ／Ｐ＝１.６７）や第三リン酸カルシ
ウム相（ＴＣＰ：Ｃａ／Ｐ＝１.５）とすることができ
る。更に好ましいのは、非晶質体がＨＡＰ相とＴＣＰ相
との混合結晶相となるようなカルシウム／リン（Ｃａ／
Ｐ）原子比である。この混合結晶相からなる材料を生体
内に骨補填すると第三リン酸カルシウムが生体内に溶出
して骨組織の成長を促進し、更にこのＴＣＰの溶出によ
り、発泡時に生じた気孔以外に新たに気孔が造られ骨組
織の侵入成長を容易なものとするからである。ＨＡＰ相
とＴＣＰ相との構成比率は出発原料の調合割合のＣａ／
Ｐ比で制御できる。
【００１６】尚、水酸アパタイトと第三リン酸カルシウ
ムとの結晶相構成比率は公知のＸ線回折法により同定さ
れる。具体的には、ＣｕＫα線を用い、水酸アパタイト
の（２，１，１）面のピーク高さＩHAPと第三リン酸カ
ルシウムの（０，２，１０）面及び（２，１，７）面の
ピーク高さＩTCPとから次式により求めることができ
る。 ＣTCP＝｛ＩTCP／（ＩHAP＋ＩTCP）｝×１００ （％） ＣTCP：第三リン酸カルシウムの含有率
ムとの結晶相構成比率は公知のＸ線回折法により同定さ
れる。具体的には、ＣｕＫα線を用い、水酸アパタイト
の（２，１，１）面のピーク高さＩHAPと第三リン酸カ
ルシウムの（０，２，１０）面及び（２，１，７）面の
ピーク高さＩTCPとから次式により求めることができ
る。 ＣTCP＝｛ＩTCP／（ＩHAP＋ＩTCP）｝×１００ （％） ＣTCP：第三リン酸カルシウムの含有率
【００１７】
【作用】本発明製造方法の発泡現象は上記の有機金属化
合物の非晶質体を用いた場合にのみ観察された特異な現
象であった。一般の多孔質体の製造方法で原料粉末を含
んだスラリーに発泡剤を添加して発泡させて発泡成形体
を調製し、その後に焼成して発泡形状を保持した多孔質
体を調製する方法は古くから知られている。ところが、
本発明の発泡メカニズムはこれと全く異なり、リン・カ
ルシウム含有有機物の非晶質体自身が、焼成過程中に自
ら発泡するものであり、更にこれらのＣａ／Ｐ比や焼成
後の結晶相を制御すると人工骨材料に最適となるもので
ある。
合物の非晶質体を用いた場合にのみ観察された特異な現
象であった。一般の多孔質体の製造方法で原料粉末を含
んだスラリーに発泡剤を添加して発泡させて発泡成形体
を調製し、その後に焼成して発泡形状を保持した多孔質
体を調製する方法は古くから知られている。ところが、
本発明の発泡メカニズムはこれと全く異なり、リン・カ
ルシウム含有有機物の非晶質体自身が、焼成過程中に自
ら発泡するものであり、更にこれらのＣａ／Ｐ比や焼成
後の結晶相を制御すると人工骨材料に最適となるもので
ある。
【００１８】本発明でなぜ発泡多孔質体が製造されるの
か現時点では定かではないが、以下の様に推察される。
おそらくリン・カルシウム含有有機物の非晶質体の、焼
成時の熱分解−緻密化−結晶化挙動に基因する。即ち、
リン・カルシウム含有有機物の非晶質体は、焼成により
酸化、燃焼又は分解されて、一旦非晶質の準安定状態の
無機物となり、この準安定状態の生成物に特有な緻密化
−結晶化挙動が本発明の特異な発泡現象の原因と推察さ
れる。
か現時点では定かではないが、以下の様に推察される。
おそらくリン・カルシウム含有有機物の非晶質体の、焼
成時の熱分解−緻密化−結晶化挙動に基因する。即ち、
リン・カルシウム含有有機物の非晶質体は、焼成により
酸化、燃焼又は分解されて、一旦非晶質の準安定状態の
無機物となり、この準安定状態の生成物に特有な緻密化
−結晶化挙動が本発明の特異な発泡現象の原因と推察さ
れる。
【００１９】この準安定物は焼成中に粘性流動挙動を示
し、粘性流動と焼結が進行するにつれて、内部から有機
物の燃焼ガスやＯＨ基の重合により発生するＨ2Ｏガス
を放出しながら発泡する。その結果、多孔質構造が構築
される。その後に、準安定物がＨＡＰやＴＣＰに結晶化
すると考えられる。そして、一旦結晶化すると物質の移
動機構は粘性流動機構から拡散機構に変化するため形状
が保持される。
し、粘性流動と焼結が進行するにつれて、内部から有機
物の燃焼ガスやＯＨ基の重合により発生するＨ2Ｏガス
を放出しながら発泡する。その結果、多孔質構造が構築
される。その後に、準安定物がＨＡＰやＴＣＰに結晶化
すると考えられる。そして、一旦結晶化すると物質の移
動機構は粘性流動機構から拡散機構に変化するため形状
が保持される。
【００２０】この点、無機塩から調製した非晶質体が、
焼成すると容易に結晶質に結晶化してしまうのと相違す
る。すなわち、発泡するより先に結晶化してしまって物
質の移動機構は拡散機構となると、内部からガスが放出
されても発泡せず、ガスの圧力が高い場合には破裂する
からである。従って前記の準安定状態は無機質原料から
は得られず、本発明のようにリン・カルシウム含有有機
物の非晶質体を用いた場合にのみ特異的に得られる。
焼成すると容易に結晶質に結晶化してしまうのと相違す
る。すなわち、発泡するより先に結晶化してしまって物
質の移動機構は拡散機構となると、内部からガスが放出
されても発泡せず、ガスの圧力が高い場合には破裂する
からである。従って前記の準安定状態は無機質原料から
は得られず、本発明のようにリン・カルシウム含有有機
物の非晶質体を用いた場合にのみ特異的に得られる。
【００２１】また本発明で得られた人工骨材料の強度が
比較的高い理由は、原料スラリーに発泡剤を添加した従
来の場合（発泡成形体を焼成）とは異なり、焼成中に緻
密化と発泡が同時に進行して強固な骨格が形成されたた
めと推察される。
比較的高い理由は、原料スラリーに発泡剤を添加した従
来の場合（発泡成形体を焼成）とは異なり、焼成中に緻
密化と発泡が同時に進行して強固な骨格が形成されたた
めと推察される。
【００２２】
−実施例１− 蒸留水１リットル中に硝酸カルシウム０.３９ｍｏｌを
溶解した。この溶液にエチレンジアミン四酢酸アンモニ
ウム塩（ＥＤＴＡ）０.３９ｍｏｌを加えて１時間攪拌
し反応させた。この反応溶液にリン酸アンモニウム０.
２６ｍｏｌを加えて更に透明溶液となるまで攪拌した
後、１２０℃で乾燥して透明な固体を得た。この固体を
Ｘ線回折法で分析すると非晶質体であった。
溶解した。この溶液にエチレンジアミン四酢酸アンモニ
ウム塩（ＥＤＴＡ）０.３９ｍｏｌを加えて１時間攪拌
し反応させた。この反応溶液にリン酸アンモニウム０.
２６ｍｏｌを加えて更に透明溶液となるまで攪拌した
後、１２０℃で乾燥して透明な固体を得た。この固体を
Ｘ線回折法で分析すると非晶質体であった。
【００２３】この非晶質体を電気炉に入れて昇温速度１
０℃／分で昇温し１１００℃で２時間保持し、焼成し
た。焼成物は気孔率７０％程度に発泡した多孔質体とな
っており、指で擦っても粒子の脱落等は起こらずハンド
リングに十分耐える強度を示した。焼成物は図１に示す
様に数十〜数百μｍの気孔と数μｍの気孔を多数有して
いた。またその結晶相をＸ線回折法で分析すると第三リ
ン酸カルシウムであった。従って、この焼成物は、優れ
た生体親和性と必要な強度を兼備した人工骨に適用でき
ることが明きらかとなった。
０℃／分で昇温し１１００℃で２時間保持し、焼成し
た。焼成物は気孔率７０％程度に発泡した多孔質体とな
っており、指で擦っても粒子の脱落等は起こらずハンド
リングに十分耐える強度を示した。焼成物は図１に示す
様に数十〜数百μｍの気孔と数μｍの気孔を多数有して
いた。またその結晶相をＸ線回折法で分析すると第三リ
ン酸カルシウムであった。従って、この焼成物は、優れ
た生体親和性と必要な強度を兼備した人工骨に適用でき
ることが明きらかとなった。
【００２４】−実施例２− 実施例１で調製した透明な固体の非晶質体を、メノ−乳
鉢で５ｍｍ程度の顆粒に粉砕した後、アルミナ製の円筒
状容器に充填し、その上にアルミナ製の板をかぶせて、
電気炉にて昇温速度５℃／分で昇温し１２００℃で２時
間保持することによって焼成した。
鉢で５ｍｍ程度の顆粒に粉砕した後、アルミナ製の円筒
状容器に充填し、その上にアルミナ製の板をかぶせて、
電気炉にて昇温速度５℃／分で昇温し１２００℃で２時
間保持することによって焼成した。
【００２５】焼成物は一体化した気孔率６５％程度に発
泡した円柱状の多孔質体となっていた。焼成物は実施例
１とほぼ同様に、数十〜数百μｍの気孔と数μｍの気孔
を多数有し、ハンドリングに十分耐える強度を示し、そ
の結晶相は第三リン酸カルシウム相であった。従って、
この焼成物は、優れた生体親和性と必要な強度を兼備し
た人工骨に適用できることが明きらかとなった。
泡した円柱状の多孔質体となっていた。焼成物は実施例
１とほぼ同様に、数十〜数百μｍの気孔と数μｍの気孔
を多数有し、ハンドリングに十分耐える強度を示し、そ
の結晶相は第三リン酸カルシウム相であった。従って、
この焼成物は、優れた生体親和性と必要な強度を兼備し
た人工骨に適用できることが明きらかとなった。
【００２６】−実施例３− 蒸留水１リットル中に硝酸カルシウム０.４０ｍｏｌを
溶解した後、この溶液にエチレンジアミン四酢酸アンモ
ニウム塩（ＥＤＴＡ）０.６５ｍｏｌを加えて１時間攪
拌し反応させた。この反応溶液にリン酸アンモニウム
０.２５ｍｏｌを加えて更に透明溶液となるまで攪拌し
た後、１２０℃で乾燥して透明な固体を得た。この固体
をＸ線回折法で分析すると非晶質体であった。
溶解した後、この溶液にエチレンジアミン四酢酸アンモ
ニウム塩（ＥＤＴＡ）０.６５ｍｏｌを加えて１時間攪
拌し反応させた。この反応溶液にリン酸アンモニウム
０.２５ｍｏｌを加えて更に透明溶液となるまで攪拌し
た後、１２０℃で乾燥して透明な固体を得た。この固体
をＸ線回折法で分析すると非晶質体であった。
【００２７】この非晶質体を実施例２と同様に５ｍｍ程
度の顆粒に粉砕した後、アルミナ製の円筒状容器に充填
し、その上にアルミナ製の板をかぶせて、昇温速度５℃
／分で昇温し１１００℃で２時間保持することによっ
て、焼成した。焼成物は一体化した気孔率６５％程度に
発泡した多孔質体となっており、焼成物は数十〜数百μ
ｍの気孔と数μｍの気孔を多数有しており、また指で擦
っても粒子の脱落等は起こらずハンドリングに十分耐え
る強度を示した。またその結晶相は７０％水酸化アパタ
イト相−３０％第三リン酸カルシウム相であった。従っ
て、この焼成物は、極めて優れた生体親和性と必要な強
度を兼備した人工骨に適用できることが明きらかとなっ
た。
度の顆粒に粉砕した後、アルミナ製の円筒状容器に充填
し、その上にアルミナ製の板をかぶせて、昇温速度５℃
／分で昇温し１１００℃で２時間保持することによっ
て、焼成した。焼成物は一体化した気孔率６５％程度に
発泡した多孔質体となっており、焼成物は数十〜数百μ
ｍの気孔と数μｍの気孔を多数有しており、また指で擦
っても粒子の脱落等は起こらずハンドリングに十分耐え
る強度を示した。またその結晶相は７０％水酸化アパタ
イト相−３０％第三リン酸カルシウム相であった。従っ
て、この焼成物は、極めて優れた生体親和性と必要な強
度を兼備した人工骨に適用できることが明きらかとなっ
た。
【００２８】−比較例１− 実施例１とほぼ同様であるが、蒸留水１リットル中に硝
酸カルシウムを０.３９ｍｏｌを溶解した後にエチレン
ジアミン四酢酸アンモニウム塩（ＥＤＴＡ）を加えず、
そのままリン酸アンモニウムを０.２６ｍｏｌ加えた。
瞬時に白色沈澱が生じ、乾燥するとゲル状のほぼ非晶質
体となった。この非晶質体を電気炉に入れて昇温速度１
０℃／分で昇温し１１００℃で２時間保持したが、発泡
は全く起こらなかった。
酸カルシウムを０.３９ｍｏｌを溶解した後にエチレン
ジアミン四酢酸アンモニウム塩（ＥＤＴＡ）を加えず、
そのままリン酸アンモニウムを０.２６ｍｏｌ加えた。
瞬時に白色沈澱が生じ、乾燥するとゲル状のほぼ非晶質
体となった。この非晶質体を電気炉に入れて昇温速度１
０℃／分で昇温し１１００℃で２時間保持したが、発泡
は全く起こらなかった。
【００２９】
【発明の効果】本発明製造方法により、高い気孔率と数
十〜数百μｍの大きい気孔径を持ちながら、且つハンド
リングに耐え得る比較的高い機械的強度を有する、生体
親和性の良好な生体人工骨材料を得ることができる。
十〜数百μｍの大きい気孔径を持ちながら、且つハンド
リングに耐え得る比較的高い機械的強度を有する、生体
親和性の良好な生体人工骨材料を得ることができる。
【図１】実施例１の焼成物の材料組織を示すもので、
（Ａ）は倍率５０、（Ｂ）は倍率５００の走査型電子顕
微鏡写真である。
（Ａ）は倍率５０、（Ｂ）は倍率５００の走査型電子顕
微鏡写真である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61L 27/00 C01B 25/32 A61F 2/28
Claims (5)
- 【請求項１】 リンＰ及びカルシウムＣａを含む有機物
の非晶質体を調製する工程と、その非晶質体を７００〜
１３００℃で焼成することにより、発泡と、有機物の非
晶質体からリン酸カルシウムの結晶質体へ変化する反応
とを生じさせる工程とを経ることを特徴とする人工骨材
料の製造方法。 - 【請求項２】 リンＰ及びカルシウムＣａを含む有機物
の非晶質体が、有機リン化合物と有機カルシウム化合物
との混合物、有機リン化合物と有機カルシウム化合物と
の反応物及び有機リン・カルシウム化合物のうちから選
ばれる１種以上を主成分とするものである請求項１に記
載の人工骨材料の製造方法。 - 【請求項３】 非晶質体中のカルシウム／リン（Ｃａ／
Ｐ）原子比が１.４〜１.７５である請求項１又は２に記
載の人工骨材料の製造方法。 - 【請求項４】 有機物の非晶質体がキレート化合物であ
る請求項１ないし３に記載の人工骨材料の製造方法。 - 【請求項５】 キレート化合物がエチレンジアミン四酢
酸化合物である請求項４に記載の人工骨材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11414593A JP3170385B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 人工骨材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11414593A JP3170385B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 人工骨材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296680A JPH06296680A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3170385B2 true JP3170385B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14630276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11414593A Expired - Fee Related JP3170385B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 人工骨材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170385B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3400740B2 (ja) * | 1999-04-13 | 2003-04-28 | 東芝セラミックス株式会社 | リン酸カルシウム系多孔質焼結体およびその製造方法 |
| US20020022885A1 (en) * | 2000-05-19 | 2002-02-21 | Takahiro Ochi | Biomaterial |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP11414593A patent/JP3170385B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06296680A (ja) | 1994-10-25 |
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